[发明专利]一种基于定量指标的航道联动治理方法

权利要求书

1.一种基于定量指标的航道联动治理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤a，将水流摆动力指标与河道约束力指标的比值λ，作为河段上下游联动治理评价指标，并设定评价基准指标数值λ_e；

步骤b，求得实际航道的水流摆动力指标与河道约束力指标的实际比值λ_s；

步骤c,将λ_s与λ_e进行比较，根据比较结果分别实施如下分步骤：

步骤c-1，当λ_s≥λ_e时，将上下游河段作为整体，从上至下进行联动整治；

步骤c-2，当λ_s<λ_e时，采取单滩治理措施；

所述步骤a中，将水流摆动力指标设为R₀，将河道约束力指标设为R_*，则上下游联动治理评价指标λ的值由以下公式求得：

λ＝R₀/R_*(1)

其中，公式(1)、公式(2)和公式(3)中，各参数定义如下：

R₀为水流摆动力指标，用水流动力轴线弯曲半径表征，单位为m；

R_*为河道约束力指标，用河道深泓弯曲半径表征，单位为m；

Q为河段进口流量，单位为m³/s；

Q_max为河段进口最大流量，单位为m³/s；

Q_min为河段进口最小流量，单位为m³/s；

L为矶头或节点突出岸线长度，单位为m；

d为河床中值粒径，单位为m；

B为平滩河宽，单位为m；

h₀为平滩水深，单位为m；

ζ为平滩河相系数；

J为坡降；

为河道弯曲度；

g为重力加速度，单位为s/m²；

ρ为密度，单位为kg/m³；

M为河岸地质评分，根据土层分类，取值60～100；

所述步骤c-1的分步骤为：

步骤c-1-1，规划目标河型和理想航路：对于需要联动治理的河段，参考天然河流几何形态规律确定目标河型和理想航路；

步骤c-1-2，建立河势稳定指标函数，将河床边界、水流、泥沙参数代入函数表达式，求得治理前后的河势稳定指标，并进行比较，预估评价工程效果；

将河势稳定指标设为Ψ，将边界条件综合指标设为Γ，将水流条件综合指标设为Λ，则河势稳定指标Ψ的值由以下公式求得：

Ψ＝Γ^0.1Λ^0.05(5)

公式(5)、公式(6)和公式(7)中，各参数定义如下：

M为河岸地质评分，根据土层分类，取值60～100；

D_L1为河段左岸进口矶头或节点附近冲刷坑平均水深，单位为m；

D_L2为河段左岸出口矶头或节点附近冲刷坑平均水深，单位为m；

D_R1为河段右岸进口矶头或节点附近冲刷坑平均水深，单位为m；

D_R2为河段右岸出口矶头或节点附近冲刷坑平均水深，单位为m；

L′为矶头之间或节点之间的纵向距离，单位为m；

k为整治河段特征流量流量级，其中，当整治河段特征为单一河型时，k取值为1；当整治河段特征为分汊河型时，k取值为3；

为平滩流量，单位为m³/s；

Q₁为起摆流量，单位为m³/s；

Q₂为止摆流量，单位为m³/s；

t为水流起摆到止摆对应的持续天数，单位为天；

T为水流起摆到止摆对应的周期，单位为天；

l为水流起摆到止摆期间主流的平均摆动幅度，单位为m；

L_max为主流的最大摆动幅度，单位为m。

2.根据权利要求1所述的基于定量指标的航道联动治理方法，其特征在于，通过统计分析国内外多条自然河流形态，得到天然河流几何形态规律：

C＝7_～11B(4)

公式(4)中：C为河流曲线长度；B为平滩河宽。